JP7203906B1 - ROTATING MECHANISM, JOINT FITTING, AND METHOD OF MANUFACTURING ROTATING MECHANISM - Google Patents
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Abstract
【課題】 使用性や信頼性が改善された回動機構を提供する。【解決手段】 一実施形態に係る回動機構は、円筒状の外部材と、内部材と、複数の円弧状の係止片と、を備えている。前記外部材は、第1内周面と、第1外周面と、前記第1内周面において前記第1内周面の軸を中心とした周方向に延びる第1溝と、を有している。前記内部材は、外部材に回動可能に挿入され、前記第1内周面に対向する第2外周面と、前記第2外周面において前記周方向に延びるとともに前記第1溝と対向する第2溝と、を有している。前記複数の係止片は、前記第1溝および前記第2溝により形成される空間に配置され、前記軸と平行な軸方向における前記外部材と前記内部材の相対的な移動を規制する。【選択図】 図1A rotation mechanism with improved usability and reliability is provided. SOLUTION: A rotation mechanism according to one embodiment includes a cylindrical outer member, an inner member, and a plurality of arcuate locking pieces. The outer member has a first inner peripheral surface, a first outer peripheral surface, and a first groove extending in a circumferential direction around the axis of the first inner peripheral surface in the first inner peripheral surface. there is The inner member is rotatably inserted into the outer member and includes a second outer peripheral surface facing the first inner peripheral surface and a second outer peripheral surface extending in the circumferential direction on the second outer peripheral surface and facing the first groove. 2 grooves. The plurality of locking pieces are arranged in a space defined by the first groove and the second groove, and restrict relative movement of the outer member and the inner member in an axial direction parallel to the axis. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、2つの部材を回動可能に連結する回動機構、当該回動機構を備えた結合金具および当該回動機構の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rotating mechanism for rotatably connecting two members, a fitting provided with the rotating mechanism, and a manufacturing method of the rotating mechanism.
送水作業を伴う様々な分野において、複数の送水路の連結用に雌雄の区別が無い結合金具が利用されている。 2. Description of the Related Art In various fields involving water supply operations, genderless fittings are utilized for connecting a plurality of water supply channels.
例えば特許文献1に記載の結合金具は、周方向に並ぶ複数の突起部と、これら突起部の間の凹部とを備えている。この結合金具は、突起部を同形状の接続相手の結合金具の凹部に挿入し、当該接続相手の結合金具に対し相対的に回動させることで、当該接続相手の結合金具と連結される。さらに、結合時とは逆方向にこれら結合金具を相対的に回動させることで、両金具の結合が解除される。
For example, the fitting described in
この種の結合金具を結合させたり、結合を解除したりする際には、両金具を回動させる必要がある。上記特許文献1においては、複数のボールを用いて金具の管台を回動可能とする回動機構が開示されている。
When connecting or disconnecting this type of fitting, it is necessary to rotate both fittings. The
従来の配管用スイベルジョイント等の回動機構は、一般的に重量が大きく、必ずしも使用性に優れたものではない。また、回動機構にボールを用いる場合には、当該ボールと各部材の接触部分において局所的に高い圧縮応力が発生し得るため信頼性を十分に確保できない可能性がある。さらには、圧縮応力やせん断応力などの応力計算が複雑となるため、回動機構の設計および製造が容易ではない。 A rotating mechanism such as a conventional swivel joint for piping is generally heavy and not necessarily excellent in usability. Moreover, when a ball is used in the rotating mechanism, a high compressive stress may be generated locally at the contact portion between the ball and each member, so there is a possibility that sufficient reliability cannot be ensured. Furthermore, the calculation of stresses such as compressive stress and shear stress is complicated, so it is not easy to design and manufacture the rotating mechanism.
その他にも、従来の回動機構には種々の改善の余地がある。また、送水路の連結用の結合金具について上述した問題は、他種の構造物の回動機構においても同様に生じ得る。そこで、本発明は、使用性や信頼性が改善された回動機構、当該回動機構を備える結合金具および当該回動機構の製造方法を提供することを目的の一つとする。 In addition, there is room for various improvements in the conventional rotating mechanism. Moreover, the problems described above with respect to fittings for connecting water channels can also occur in the rotating mechanisms of other types of structures. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a rotating mechanism with improved usability and reliability, a fitting including the rotating mechanism, and a manufacturing method of the rotating mechanism.
一実施形態に係る回動機構は、円筒状の外部材と、内部材と、複数の円弧状の係止片と、を備えている。前記外部材は、第1内周面と、第1外周面と、前記第1内周面において前記第1内周面の軸を中心とした周方向に延びる第1溝と、を有している。前記内部材は、外部材に回動可能に挿入され、前記第1内周面に対向する第2外周面と、前記第2外周面において前記周方向に延びるとともに前記第1溝と対向する第2溝と、を有している。前記複数の係止片は、前記第1溝および前記第2溝により形成される空間に配置され、前記軸と平行な軸方向における前記外部材と前記内部材の相対的な移動を規制する。 A rotation mechanism according to one embodiment includes a cylindrical outer member, an inner member, and a plurality of arcuate locking pieces. The outer member has a first inner peripheral surface, a first outer peripheral surface, and a first groove extending in a circumferential direction around the axis of the first inner peripheral surface in the first inner peripheral surface. there is The inner member is rotatably inserted into the outer member and includes a second outer peripheral surface facing the first inner peripheral surface and a second outer peripheral surface extending in the circumferential direction on the second outer peripheral surface and facing the first groove. 2 grooves. The plurality of locking pieces are arranged in a space formed by the first groove and the second groove, and restrict relative movement of the outer member and the inner member in an axial direction parallel to the axis.
好ましくは、前記第1溝は前記第1内周面を前記周方向に一周する環状であり、前記第2溝は前記第2外周面を前記周方向に一周する環状であり、前記複数の係止片は前記軸を中心とした環状に配置されている。 Preferably, the first groove has an annular shape that encircles the first inner peripheral surface in the circumferential direction, the second groove has an annular shape that encircles the second outer peripheral surface in the circumferential direction, and The stop pieces are arranged annularly about the axis.
前記第1溝は、前記軸方向と直交する第1係止平面と、前記軸方向と直交し、前記第1係止平面と対向する第2係止平面と、を有してもよい。また、前記第2溝は、前記軸方向と直交し、前記軸を中心とした半径方向において前記第1係止平面と並ぶ第3係止平面と、前記軸方向と直交し、前記半径方向において前記第2係止平面と並ぶ第4係止平面と、を有してもよい。この場合において、前記複数の係止片の各々は、前記第1係止平面および前記第3係止平面と接触する第5係止平面と、前記第2係止平面および前記第4係止平面と接触する第6係止平面と、を有してもよい。 The first groove may have a first locking plane perpendicular to the axial direction and a second locking plane perpendicular to the axial direction and facing the first locking plane. Further, the second groove includes a third locking plane perpendicular to the axial direction and aligned with the first locking plane in a radial direction about the axis, and a third locking plane orthogonal to the axial direction and radially a fourth locking plane aligned with the second locking plane. In this case, each of the plurality of locking pieces includes a fifth locking plane that contacts the first locking plane and the third locking plane, and the second locking plane and the fourth locking plane. and a sixth locking plane in contact with the .
前記外部材は、前記第1溝と前記第1外周面の間を貫通するとともに前記複数の係止片の各々が通過可能な形状を有するスロットを備えてもよい。 The outer member may include a slot penetrating between the first groove and the first outer peripheral surface and having a shape through which each of the plurality of locking pieces can pass.
例えば、前記スロットは、前記周方向に沿う円弧状であり、前記複数の係止片の各々の前記周方向における長さは、前記スロットの前記周方向における長さよりも小さい。 For example, the slot is arc-shaped along the circumferential direction, and the length of each of the plurality of locking pieces in the circumferential direction is smaller than the length of the slot in the circumferential direction.
好ましくは、前記回動機構は、前記スロットを塞ぐ蓋部材をさらに備えている。 Preferably, the rotating mechanism further includes a lid member that closes the slot.
前記外部材が前記軸方向に並ぶ複数の前記第1溝を有し、前記内部材が前記軸方向に並ぶ複数の前記第2溝を有し、前記複数の係止片が複数の前記第1溝および複数の前記第2溝により形成される複数の前記空間にそれぞれ配置されてもよい。 The outer member has a plurality of the first grooves aligned in the axial direction, the inner member has a plurality of the second grooves aligned in the axial direction, and the plurality of locking pieces comprise the plurality of first grooves. It may be arranged in each of the plurality of spaces formed by the groove and the plurality of second grooves.
一実施形態に係る結合金具は、前記回動機構と、前記外部材に設けられ、結合相手の金具と結合可能な結合部と、を備えている。 A coupling fitting according to one embodiment includes the rotation mechanism and a coupling portion that is provided on the outer member and can be coupled with a mating fitting.
このような結合金具において、前記内部材は、流路を有する円筒状であってもよい。 In such a fitting, the inner member may be cylindrical having a channel.
例えば、前記結合部は、前記外部材の前記軸方向の端部において前記周方向に配列され、前記周方向に突出するフックが形成された複数の突起部と、隣り合う前記突起部の間にそれぞれ形成された複数の凹部と、を備え、前記結合相手の金具が備える同形状の結合部と結合可能である。 For example, the coupling portion is arranged in the circumferential direction at the end portion of the outer member in the axial direction, and is between a plurality of projections formed with hooks projecting in the circumferential direction and adjacent projections. and a plurality of recesses formed respectively, and can be coupled with a coupling portion having the same shape as that of the mating metal fitting.
一実施形態に係る製造方法においては、第1内周面と、第1外周面と、前記第1内周面において前記第1内周面の軸を中心とした周方向に延びる第1溝と、前記第1溝と前記第1外周面の間を貫通するスロットと、を有する円筒状の外部材を用意し、前記第1内周面に対向する第2外周面と、前記第2外周面において前記周方向に延びる第2溝と、を有する内部材を用意し、前記第1溝と前記第2溝が対向するように、前記外部材に前記内部材を回動可能に挿入し、前記第1溝および前記第2溝により形成される空間に対し、前記スロットを通じて複数の円弧状の係止片を順次挿入し、前記複数の係止片を挿入し終えた後、蓋部材により前記スロットを塞ぐことにより、回動機構が製造される。 In a manufacturing method according to one embodiment, a first inner peripheral surface, a first outer peripheral surface, and a first groove extending in a circumferential direction around an axis of the first inner peripheral surface in the first inner peripheral surface , a slot penetrating between the first groove and the first outer peripheral surface, a cylindrical outer member having a second outer peripheral surface facing the first inner peripheral surface, and a second groove extending in the circumferential direction, the inner member is rotatably inserted into the outer member so that the first groove and the second groove face each other, and A plurality of arc-shaped locking pieces are sequentially inserted through the slots into the space formed by the first groove and the second groove. A pivoting mechanism is manufactured by closing the .
例えば、本発明によれば、使用性や信頼性に優れた回動機構、当該回動機構を備える結合金具、および当該回動機構の製造方法を提供することができる。本発明が奏する具体的な効果は、後述する実施形態において明らかとなる。 For example, according to the present invention, it is possible to provide a rotating mechanism excellent in usability and reliability, a fitting including the rotating mechanism, and a manufacturing method of the rotating mechanism. Specific effects of the present invention will become apparent in embodiments described later.
回動機構、結合金具および回動機構の製造方法の一実施形態につき、図面を参照しながら説明する。
[回動機構]
図1は、本実施形態に係る回動機構1の概略的な分解斜視図である。この回動機構1は、例えば送水路等の管類を接続するための結合金具や、建物の柱を構成する部材同士の連結構造など、種々の部材の連結に適用することができる。
An embodiment of a rotating mechanism, a fitting, and a manufacturing method of the rotating mechanism will be described with reference to the drawings.
[Rotation mechanism]
FIG. 1 is a schematic exploded perspective view of a
回動機構1は、外部材2と、内部材3と、複数の係止片4とを備えている。外部材2および内部材3は、軸AXを中心として回動可能に連結される。以下の説明においては、軸AXと平行な軸方向DX、軸AXを中心とした半径方向DR、および、軸AXを中心とした周方向Dθを定義する。
The
[外部材]
図2は、図1のII-II線に沿う外部材2の概略的な断面図である。図1および図2に示すように、外部材2は、内周面20(第1内周面)と、外周面21(第1外周面)と、軸方向DXにおける端部22,23とを有した円筒状である。ただし、外部材2の形状はこの例に限られない。外部材2に対し、さらに付加的な要素が連結されてもよい。
[External material]
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the
内周面20は、端部23寄りに位置する大径部20aと、端部22寄りに位置する小径部20bとを有している。大径部20aおよび小径部20bは、軸方向DXに並んでいる。小径部20bの直径は、大径部20Aの直径よりも小さい。
The inner
外周面21は、端部23寄りに位置する小径部21aと、端部22寄りに位置する大径部21bとを有している。小径部21aおよび大径部21bは、軸方向DXに並んでいる。小径部21aの直径は、大径部21bの直径よりも小さい。
The outer
内周面20は、半径方向DRに窪んだ2つの溝24A,24B(第1溝)を有している。溝24A,24Bは、互いに軸方向DXに離れ、周方向Dθに延びている。図2の例においては、溝24A,24Bが大径部20aに位置している。
The inner
具体的には、これら溝24A,24Bは、内周面20を周方向Dθに一周する環状である。溝24A,24Bは、互いに対向する係止平面24a,24b(第1係止平面および第2係止平面)と、これら係止平面24a,24bを繋ぐ底面24cとをそれぞれ有している。
Specifically, these
図2の例において、係止平面24a,24bは、いずれも軸方向DXと直交する。底面24cは、半径方向DRと直交する曲面である。係止平面24a,24bは、軸方向DXおよび半径方向DRに対して傾斜した平面や曲面であってもよい。
In the example of FIG. 2, both locking
図1に示すように、外部材2は、周方向Dθに延びる2つの円弧状のスロット25A,25Bを有している。図1の例においては、これらスロット25A,25Bが軸方向DXに間隔を空けて並んでいる。
As shown in FIG. 1, the
図3は、図1のIII-III線に沿う外部材2の概略的な断面図である。スロット25A,25Bは、内周面20と外周面21の間を貫通している。より具体的には、スロット25Aは、溝24Aの底面24cと小径部21aの間にわたって形成され、かつ周方向Dθに沿う円弧状の孔である。同様に、スロット25Bは、溝24Bの底面24cと小径部21aの間にわたって形成され、かつ周方向Dθに沿う円弧状の孔である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the
外部材2は、スロット25Bと端部23の間を貫通する連結孔26aと、スロット25A,25Bの間を貫通する連結孔26bと、スロット25Aの一方の面に形成された連結孔26cとを有している。図3に示すように、連結孔26a,26b,26cは、軸方向DXに並んでいる。連結孔26a,26b,26cの少なくとも一つには、雌ねじが形成されている。連結孔26a,26b,26cは、周方向Dθに間隔を空けて2組設けられている(図1参照)。
The
図1に示すように、回動機構1は、スロット25A,25Bを塞ぐための蓋部材27A,27Bをさらに備えている。蓋部材27A,27Bは、それぞれスロット25A,25Bと嵌め合う円弧状である。
As shown in FIG. 1, the
蓋部材27A,27Bは、周方向Dθに間隔を空けて設けられた2つの連結孔27aをそれぞれ有している。各連結孔27aは、蓋部材27A,27Bを軸方向DXに貫通している。
The
蓋部材27A,27Bをそれぞれスロット25A,25Bに嵌め込むと、連結孔26a,26b,26c,27aの位置が揃う。これら連結孔26a,26b,26c,27aに対して連結部材5を挿入することにより、蓋部材27A,27Bがスロット25A,25Bに対して固定される。連結部材5は、例えばボルトである。
When the
[内部材]
図4は、図1のIV-IV線に沿う内部材3の概略的な断面図である。図1および図4に示すように、内部材3は、内周面30(第2内周面)と、外周面31(第2外周面)と、軸方向DXにおける端部32,33とを有した円筒状である。ただし、内部材3の形状はこの例に限られない。例えば、回動機構1が流路の接続の用途で用いられない場合には、内部材3が中実状であってもよい。また、内部材3に対し、さらに付加的な要素が連結されてもよい。
[Inner material]
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the
外周面31は、大径部31aと、一対の小径部31bとを有している。大径部31aは、軸方向DXにおいて一対の小径部31bの間に位置している。大径部31aの直径は、小径部31bの直径よりも大きい。図4の例においては、内周面30に凹凸が形成されていない。
The outer
外周面31は、軸AXに向けて窪んだ2つの溝34A,34B(第2溝)を有している。これら溝34A,34Bは、周方向Dθに延びるとともに、互いに軸方向DXに離れている。図4の例においては、溝34A,34Bが大径部31aに位置している。
The outer
具体的には、これら溝34A,35Bは、外周面31を周方向Dθに一周する環状である。溝34A,34Bは、互いに対向する係止平面34a,34b(第3係止平面および第4係止平面)と、これら係止平面34a,34bを繋ぐ底面34cとをそれぞれ有している。
Specifically, these
図4の例において、係止平面34a,34bは、いずれも軸方向DXと直交する。底面34cは、半径方向DRと直交する曲面である。係止平面34a,34bは、軸方向DXおよび半径方向DRに対して傾斜した平面や曲面であってもよい。底面34cの直径は、例えば小径部31bの直径と同じであるが、この例に限られない。
In the example of FIG. 4, both locking
[係止片]
図5は、図1に示した係止片4を拡大した斜視図である。係止片4は、周方向Dθに長尺かつ扁平な円弧状であり、外部材2の溝24A,24Bおよび内部材3の溝34A,34Bに挿入可能である。具体的には、係止片4は、内周面40と、外周面41と、一対の係止平面42,43(第5係止平面および第6係止平面)と、一対の側面44,45とを有している。
[Locking piece]
FIG. 5 is an enlarged perspective view of the
内周面40は、溝34A,34Bの底面34cと同じ曲率を有した曲面である。外周面41は、溝24A,24Bの底面24cと同じ曲率を有した曲面である。係止平面42,43は、軸方向DXと直交する。側面44,45は、周方向Dθと直交する平面である。
The inner
図5の例においては、内周面40と係止平面42により形成される角部、内周面40と係止平面43により形成される角部、外周面41と係止平面42により形成される角部、外周面41と係止平面43により形成される角部がそれぞれ丸められている。
In the example of FIG. 5, a corner formed by the inner
係止片4の周方向Dθにおける長さ(例えば外周面41の長さ)は、スロット25A,25Bの周方向Dθにおける長さ(例えば内周面20の開口部における長さ)よりも小さい。さらに、係止片4の軸方向DXにおける厚さは、スロット25A,25Bの軸方向DXにおける幅よりも小さい。これにより、係止片4をスロット25A,25Bに挿入可能である。
The length of the
なお、係止片4の形状は図5の例に限られない。係止片4は、例えばH型、溝形、丸形、パイプ状などの他の断面形状を有していてもよい。
Note that the shape of the
図1の例においては、軸AXを中心として環状に配置された同形状の複数の係止片4により、2組のリングRA,RBが形成されている。リングRAを構成する係止片4は、溝24A,34Aに挿入される。リングRBを構成する係止片4は、溝24B,34Bに挿入される。
In the example of FIG. 1, two sets of rings RA and RB are formed by a plurality of locking
リングRA,RBは、例えば12個の係止片4によりそれぞれ構成されている。ただし、リングRA,RBを構成する係止片4の数は、12個に限られない。リングRAを構成する係止片4の形状と、リングRBを構成する係止片4の形状とが異なってもよい。この場合において、リングRAを構成する係止片4の数と、リングRBを構成する係止片4の数とが異なってもよい。
Each of the rings RA and RB is composed of, for example, 12
[回動機構の製造方法]
回動機構1を製造するにあたっては、先ず上述した構造の外部材2、内部材3、複数の係止片4および連結部材5を用意する。
[Manufacturing Method of Rotating Mechanism]
In manufacturing the
続いて、溝24Aと溝34Aが対向し、溝24Bと溝34Bが対向するように、外部材2に内部材3を挿入する。このとき、外部材2と内部材3は互いに回動可能である。
Subsequently, the
外部材2に内部材3を挿入した後、溝24A,34Aにより形成される空間に対し、スロット25Aを通じて複数の係止片4を順次挿入する。例えば、直前に挿入された係止片4を次に挿入する係止片4で周方向Dθに押し込んでいけば、溝24A,34Aにより形成される空間の全体にわたる環状に係止片4を配置することができる。溝24B,34Bにより形成される空間に対しても同様に、スロット25Bを通じて複数の係止片4を順次挿入する。
After inserting the
係止片4を挿入し終えると、蓋部材27A,27Bによりスロット25A,25Bをそれぞれ塞ぐ。さらに、連結部材5により蓋部材27A,27Bを外部材2に対して固定する。以上の工程により、回動機構1が完成する。
When the
[組み立てられた回動機構の構造]
図6および図7は、組み立てられた回動機構1の一部の概略的な断面図である。図6の断面はスロット25A,25Bおよび蓋部材27A,27Bを含まず、図7の断面はスロット25A,25Bおよび蓋部材27A,27Bを含む。
[Structure of Assembled Rotation Mechanism]
6 and 7 are schematic cross-sectional views of a portion of the assembled
図6に示すように、外部材2の大径部20aと小径部20bの間に形成される段差部が内部材3の大径部31aと小径部31bの間に形成される段差部と接触している。さらに、小径部20bが小径部31bと接触し、大径部20aが大径部31aと接触している。この状態において、溝24A,34Aが半径方向DRに対向し、溝24B,34Bが半径方向DRに対向する。
As shown in FIG. 6, the stepped portion formed between the
図6に示すように、溝24A,34Aにより形成される空間、および、溝24B,34Bにより形成される空間のそれぞれに対し、係止片4が配置されている。溝24Aの係止平面24aおよび溝34Aの係止平面34aは、半径方向DRに並んでいる。また、溝24Aの係止平面24bおよび溝34Aの係止平面34bは、半径方向DRに並んでいる。係止片4の係止平面42は、係止平面24a,34aと接触している。また、係止片4の係止平面43は、係止平面24b,34bと接触している。溝24B,34Bおよびこれらで形成される空間に配置された係止片4についても同様である。
As shown in FIG. 6, the
このように係止平面42と係止平面24a,34aが接触し、係止平面43と係止平面24b,34bが接触することにより、外部材2と内部材3が軸方向DXにおいて抜け止めされる。一方で、外部材2と内部材3の周方向Dθにおける相対的な回動は阻害されない。したがって、外部材2と内部材3を自由に回動させることができる。外部材2と内部材3を相対的に回動させる際には、外部材2および内部材3の少なくとも一方と、係止片4とが摺動する。
The contact between the locking
係止平面42と係止平面24a,34a、および、係止平面43と係止平面24b,34bは、必ずしも同時に接触している必要はない。すなわち、係止片4の軸方向DXにおける厚さを溝24A,24B,34A,34Bの軸方向DXにおける幅よりも僅かに小さくすることで、係止平面42と係止平面24a,34aが接触しているときに係止平面43と係止平面24b,34bの間に隙間が形成されたり、反対に係止平面43と係止平面24b,34bが接触しているときに係止平面42と係止平面24a,34aの間に隙間が形成されたりしてもよい。このような遊びを設けた場合には、外部材2と内部材3をよりスムーズに回動させることができる。
The locking
図6の例においては、溝24B,34Bにより形成される空間に配置された係止片4の内周面40が溝34Bの底面34cに接触している。さらに、当該係止片4の外周面41が溝24Bの底面24cに接触している。溝24A,34Aおよびこれらで形成される空間に配置された係止片4についても同様である。図6とは異なる例として、内周面40と底面34c、および、外周面41と底面24cの間の少なくとも一方に隙間が形成されてもよい。
In the example of FIG. 6, the inner
図7の例においては、蓋部材27A,27Bがそれぞれスロット25A,25Bに嵌められている。さらに、連結部材5が連結孔26a、蓋部材27Bの連結孔27a、連結孔26b、蓋部材27Aの連結孔27a、連結孔26cに対して順に挿入されている。連結部材5の頭部は、端部23と接触している。
In the example of FIG. 7,
図7の例においては、連結部材5の頭部の近傍に雄ねじが設けられ、この雄ねじが連結孔26aに設けられた雌ねじに捻じ込まれている。ただし、連結孔26bや連結孔26cに雌ねじが設けられ、連結部材5において当該雌ねじと対応する位置に雄ねじが設けられてもよい。
In the example of FIG. 7, a male screw is provided near the head portion of the connecting
連結孔26cは、省略することも可能である。この場合であっても、蓋部材27A,27Bがそれぞれスロット25A,25Bに固定される。
The connecting
蓋部材27Aを装着した状態において、溝24A,34Aにより形成される空間に配置された係止片4が、当該空間内を周方向Dθに移動可能であることが好ましい。同様に、蓋部材27Bを装着した状態において、溝24B,34Bにより形成される空間に配置された係止片4が、当該空間内を周方向Dθに移動可能であることが好ましい。これにより、外部材2と内部材3をスムーズに回動させることができる。
It is preferable that the
外部材2、内部材3および係止片4は、例えば金属材料で形成することができる。また、外部材2、内部材3および係止片4の少なくとも1つが樹脂により形成されてもよい。この場合においては、回動機構1を軽量化できるとともに、部品同士の滑りが良好となり、スムーズな回動を実現できる。外部材2、内部材3および係止片4は、セラミックなどのさらに他の材料で形成することもできる。
The
外部材2の内周面20、内部材3の外周面31、溝24A,24B,34A,34Bの内面、係止片4の表面のような部品同士の接触部分に対して、グリースの塗布や低摩擦化のための表面処理などの潤滑処理が施されてもよい。これにより、一層スムーズな回動を実現できる。
Grease is applied to contact portions between parts such as the inner
本実施形態にて例示した係止片4ではなくボールを用いた回動機構(スイベル機構)においては、当該ボールおよびその周囲の部材に加わる応力(例えばせん断応力や圧縮応力)が一様ではなく、各部材に要求される強度の計算が複雑である。そのため、回動機構に求められるスペックを実現するための設計が容易ではなく、多大な労力が必要となる場合がある。
In a rotating mechanism (swivel mechanism) using a ball instead of the
これに対し、本実施形態に係る回動機構1においては、外部材2と係止片4が主に係止平面24aと係止平面42または係止平面24bと係止平面43で接触する。また、内部材3と係止片4が主に係止平面34aと係止平面42または係止平面34bと係止平面43で接触する。このように、係止片4がそれぞれ外部材2および内部材3と平面同士で接触することにより、各部材に加わる応力や必要な強度の計算が容易となる。結果として、係止片4の形状、溝24A,24B,34A,34Bの形状、各部材の材料などの検討が容易となる。
On the other hand, in the
また、係止片4がそれぞれ外部材2および内部材3と平面同士で接触すれば、係止片4や溝24A,24B,34A,34Bには局所的に高い圧縮応力が生じにくい。これにより、回動機構1の信頼性を高めることができる。
Further, if the locking
本実施形態においては、軸方向DXに並ぶ2組の溝(溝24A,34Aと溝24B,34B)が設けられ、それぞれに係止片4が配置されている。このような構成であれば、1組の溝のみを設ける場合に比べ、個々の係止片4に加わる応力を低減できるとともに、外部材2と内部材3のがたつきが抑制される。
In this embodiment, two sets of grooves (
なお、回動機構1が有する溝の数は、回動機構1に求められるスペックなどに応じて適宜に変形し得る。例えば、外部材2および内部材3に設けられる溝の数は、1つずつであってもよい。また、外部材2および内部材3にそれぞれ3つ以上の溝が設けられてもよい。
It should be noted that the number of grooves included in the
回動機構1の製造時には、上述したようにスロット25A,25Bから係止片4を挿入可能である。このような構造であれば、回動機構1の組み立てが極めて容易である。また、係止片4をスロット25A,25Bから取り出すこともできるので、係止片4の交換や回動機構1の分解も容易である。
When manufacturing the
外部材2と内部材3の回動は、主にこれらに設けられた溝24A,24B,34A,34Bと係止片4により実現されるため、構造がシンプルであり、安価かつ軽量な回動機構1を提供することができる。
以上の他にも、回動機構1は種々の好適な効果を奏する。
Since the rotation of the
In addition to the above, the
[適用例]
次に、回動機構1の適用例について説明する。
回動機構1は種々の製品に適用することが可能であるが、ここでは一例として、送水用の流路の結合に用いられる結合金具への適用を想定する。当該結合金具は、消防分野、農業分野、水害発生時における排水、工場や発電所における流路の結合など、種々の場面で利用することができる。また、水以外の流体を流すための流路の結合に用いることも可能である。
[Application example]
Next, application examples of the
Although the
図8は、本適用例に係る結合金具100の概略的な側面図である。この図においては、結合金具100の一部を破断し、その断面を示している。 FIG. 8 is a schematic side view of the fitting 100 according to this application example. In this figure, a part of the fitting 100 is cut away to show its cross section.
図1乃至図7の例と同じく、外部材2の内周面20は、大径部20aと、小径部20bとを有している。また、外部材2の外周面21は、小径部21aと、大径部21bとを有している。ただし、図8の例においては、小径部21aが端部22寄りに位置し、大径部21bが端部23寄りに位置している。
1 to 7, the inner
大径部20aには半径方向DRに窪んだ溝24A,24Bが設けられている。さらに、外部材2は、これら溝24A,24Bに通じるスロット25A,25Bを備えている。スロット25A,25Bは、蓋部材27A,27Bにより閉じられている。蓋部材27A,27Bは、連結部材5により外部材2に固定されている。
図1乃至図7の例と同じく、内部材3の外周面31は、大径部31aと、一対の小径部31bとを有している。さらに、大径部31aには軸AXに向けて窪んだ溝34A,34Bが設けられている。内部材3の内周面30は、水が流れる流路に相当する。
1 to 7, the outer
溝24A,34Aにより形成される空間、および、溝24B,34Bにより形成される空間には、それぞれ複数の係止片4が配置されている。溝24A,24B,34A,34Bおよび係止片4の形状等は、図1乃至図7の例と同様である。
A plurality of locking
図9は、図8に示す結合金具100を軸方向DXに沿って見た概略的な正面図である。図8および図9に示すように、外部材2の端部22には、結合部6が設けられている。結合部6は、複数の突起60を有している。これら突起60は、いずれも同一の形状を有し、周方向Dθにおいて一定の間隔で並んでいる。隣り合う突起60の間には、凹部7が形成されている。複数の突起60は、内部材3の端部32よりも突出している。
FIG. 9 is a schematic front view of the fitting 100 shown in FIG. 8 as seen along the axial direction DX. As shown in FIGS. 8 and 9, the
周方向Dθにおける突起60の一方の側面には、フック61が形成されている。また、周方向Dθにおける突起60の他方の側面には、付勢部材62が設けられている。例えば、付勢部材62は、突起60の内部に大部分が埋められた球体と、この球体を外側に向けて付勢する弾性体とを含むボールプランジャである。
A
内部材3の端部32には、環状のシール材8が設けられている。シール材8は、例えばゴムで形成され、一部が端部32よりも突出している。
An
図8に示すように、大径部31aと端部33の間に位置する小径部31bには、連結部9と、シール材10とが設けられている。連結部9は、例えば結合金具100をホースや配管と接続するためのものであり、図8の例においては雄ねじである。シール材10は、軸方向DXにおいて連結部9と端部33の間に位置している。シール材10は、例えば小径部31bよりも半径方向DRに突出した環状のパッキン(Oリング)である。連結部9により結合金具100がホースや配管と接続されたとき、その内面にシール材10が押し当てられる。
As shown in FIG. 8, the
結合部6は、結合相手の金具が備える同形状の結合部と結合可能である。すなわち、例えば図8に示す結合金具100を2つ用意すれば、これら結合金具100を結合部6により結合できる。ただし、結合金具100との結合相手は、溝24A,24B,34A,34Bおよび係止片4を備えない結合金具であってもよい。
The connecting portion 6 can be connected to a connecting portion of the same shape provided on a mating fitting. That is, for example, by preparing two
図10は、結合部6により結合された2つの結合金具100の一部を概略的に示す図である。2つの結合金具100を結合する際には、それぞれの軸AXを一致させるとともに、結合部6同士を対向させた状態で両者を軸方向DXに押し合わせる。これにより、2つの結合金具100のそれぞれの突起60が他方の凹部7に挿入される。
FIG. 10 is a diagram schematically showing a portion of two
この挿入に際しては、隣接する突起60にそれぞれ設けられた付勢部材62同士が接触し、周方向Dθへの反発力が生じる。これにより、隣接する突起60にそれぞれ設けられたフック61同士が軸方向DXにおいて係合する。フック61が係合した状態は、付勢部材62の付勢力により維持される。結合時には、双方の結合金具100のシール材8が軸方向DXに押し当てられる。これにより、これら結合金具100の境界部分がシールされる。
At the time of this insertion, the urging
このように、2つの結合金具100を結合させる際には、それぞれの結合部6が周方向Dθに僅かに回動する必要がある。また、これら結合金具100の結合を解除する際には、結合部6同士を結合時とは逆方向に僅かに回動させ、フック61の係合を解かなければならない。
Thus, when connecting the two
仮に結合金具が回動機構を備えていない場合、2つの結合金具の結合およびその解除に際しては、結合金具およびこれに接続されたホースや配管を全体的に捩じる必要がある。例えば口径(内周面30の直径)が100mm以上の大容量の送水に用いられる大型の結合金具は、数十Kgの重量を有することもあり、結合およびその解除に際して捩じることが容易ではない。 If the fittings do not have a rotating mechanism, it is necessary to twist the fittings and the hoses and pipes connected thereto when connecting and disconnecting the two fittings. For example, a large coupling fitting with a diameter of 100 mm or more (the diameter of the inner peripheral surface 30) used for large-capacity water supply may weigh several tens of kilograms, and it is not easy to twist it during coupling and uncoupling. Absent.
これに対し、回動機構1を備える結合金具100においては、ホースや配管に接続された内部材3に対して外部材2が回動可能である。そのため、各結合金具100やこれらに接続されたホース等を捩じることなく結合およびその解除が可能である。さらに、結合時にホースや配管の捻じれが生じていた場合であっても、2つの結合金具100の結合を解除することなくこの捻じれを解消することが可能となる。
On the other hand, in the fitting 100 having the
特に、本適用例のような結合部6の構造においては、2つの結合部6を軸方向DXに突き合わせた際に生じる付勢部材62の反発力により、これら結合部6が相対的に回動する。したがって、結合作業が極めて容易化される。
In particular, in the structure of the connecting portion 6 as in this application example, the repulsive force of the biasing
なお、本適用例における結合部6の構造は一例であり、結合部6には継手として使用される種々の構造を適用し得る。例えば、結合部6は、雄ねじまたは雌ねじであってもよい。この場合であっても、当該結合部6と結合相手の金具の結合部との結合およびその解除に際して、両者を相対的に回動させる必要がある。したがって、結合金具100が回動機構1を備えることにより、結合およびその解除が容易となる。
Note that the structure of the connecting portion 6 in this application example is an example, and various structures used as joints can be applied to the connecting portion 6 . For example, coupling portion 6 may be externally or internally threaded. Even in this case, it is necessary to relatively rotate the connecting portion 6 and the connecting portion of the mating metal fitting when connecting and releasing the connection. Therefore, by including the
また、結合部6は、複数の接続孔を有したフランジであってもよい。この場合においては、同様のフランジを備える結合相手の金具との結合に際して、両者のフランジを相対的に回動させて接続孔の位置を揃える必要がある。したがって、結合金具100が回動機構1を備えることにより、結合およびその解除が容易となる。
Also, the coupling portion 6 may be a flange having a plurality of connection holes. In this case, it is necessary to align the positions of the connection holes by rotating the two flanges relative to each other when connecting to a mating metal fitting having a similar flange. Therefore, by including the
図2に示した外部材2においては、端部22寄りに小径部20bが設けられ、端部23寄りに大径部20aが設けられているが、端部22寄りに大径部20aが設けられ、端部23寄りに小径部20bが設けられてもよい。また、外部材2の内周面20は、全体的に一定の径を有してもよい。溝24A,24Bは、必ずしも大径部20aに設けられる必要はなく、小径部20bに設けられてもよい。
In the
図4に示した内部材3においては、一対の小径部31bの間に大径部31aが設けられているが、少なくとも一方の小径部31bが省略されてもよい。また、内部材3の外周面31は、全体的に一定の径を有してもよい。溝34A,34Bは、必ずしも大径部31aに設けられる必要はなく、いずれかの小径部31bに設けられてもよい。
In the
溝24A,24Bの形状は、異なる形状を有してもよい。同様に、溝34A,34Bは、異なる形状を有してもよい。これらの場合において、溝24A,34Aにより形成される空間に配置される係止片4の形状と、溝24B,34Bにより形成される空間に配置される係止片4の形状とが異なる形状を有してもよい。
以上の他にも、本実施形態にて開示した構成は、種々の態様に変形し得る。
The shape of the
In addition to the above, the configuration disclosed in this embodiment can be modified in various ways.
1…回動機構、2…外部材、3…内部材、4…係止片、5…連結部材、6…結合部、24A,24B,34A,34B…溝、25A,25B…スロット、27A,27B…蓋部材、100…結合金具、AX…軸、DX…軸方向、DR…半径方向、Dθ…周方向。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記外部材に回動可能に挿入され、前記第1内周面に対向する第2外周面と、前記第2外周面において前記周方向に延びるとともに前記第1溝と対向する第2溝と、を有する内部材と、
前記第1溝および前記第2溝により形成される空間に配置され、前記軸と平行な軸方向における前記外部材と前記内部材の相対的な移動を規制する複数の円弧状の係止片と、
を備え、
前記第1溝は、
前記軸方向と直交する第1係止平面と、
前記軸方向と直交し、前記第1係止平面と対向する第2係止平面と、
を有し、
前記第2溝は、
前記軸方向と直交し、前記軸を中心とした半径方向において前記第1係止平面と並ぶ第3係止平面と、
前記軸方向と直交し、前記半径方向において前記第2係止平面と並ぶ第4係止平面と、
を有し、
前記複数の係止片の各々は、
前記軸方向と直交し、前記第1係止平面および前記第3係止平面と接触する第5係止平面と、
前記軸方向と直交し、前記第2係止平面および前記第4係止平面と接触する第6係止平面と、
を有し、
さらに、前記複数の係止片の各々は、前記周方向に長尺であり、かつ前記半径方向における幅が前記軸方向における幅よりも大きい扁平な形状を有している、回動機構。 a cylindrical outer member having a first inner peripheral surface, a first outer peripheral surface, and a first groove extending in the first inner peripheral surface in a circumferential direction around the axis of the first inner peripheral surface;
a second outer peripheral surface that is rotatably inserted into the outer member and faces the first inner peripheral surface; a second groove that extends in the circumferential direction on the second outer peripheral surface and faces the first groove; an inner member having
a plurality of arc-shaped locking pieces arranged in a space defined by the first groove and the second groove, and restricting relative movement of the outer member and the inner member in an axial direction parallel to the axis; ,
with
The first groove is
a first locking plane orthogonal to the axial direction;
a second locking plane orthogonal to the axial direction and facing the first locking plane;
has
The second groove is
a third locking plane perpendicular to the axial direction and aligned with the first locking plane in a radial direction about the axis;
a fourth locking plane orthogonal to the axial direction and aligned with the second locking plane in the radial direction;
has
each of the plurality of locking pieces,
a fifth locking plane orthogonal to the axial direction and in contact with the first locking plane and the third locking plane;
a sixth locking plane orthogonal to the axial direction and in contact with the second locking plane and the fourth locking plane;
has
Further, each of the plurality of locking pieces is elongated in the circumferential direction and has a flat shape whose width in the radial direction is larger than the width in the axial direction .
前記第2溝は、前記第2外周面を前記周方向に一周する環状であり、
前記複数の係止片は、前記軸を中心とした環状に配置されている、
請求項1に記載の回動機構。 The first groove is an annular shape that circles the first inner peripheral surface in the circumferential direction,
The second groove is an annular shape that circles the second outer peripheral surface in the circumferential direction,
The plurality of locking pieces are arranged annularly around the axis,
The rotation mechanism according to claim 1.
請求項1または2に記載の回動機構。 The outer member has a slot penetrating between the first groove and the first outer peripheral surface and having a shape through which each of the plurality of locking pieces can pass,
The rotation mechanism according to claim 1 or 2 .
前記複数の係止片の各々の前記周方向における長さは、前記スロットの前記周方向における長さよりも小さい、
請求項3に記載の回動機構。 The slot is arc-shaped along the circumferential direction,
a length in the circumferential direction of each of the plurality of locking pieces is smaller than a length in the circumferential direction of the slot;
The rotation mechanism according to claim 3 .
請求項3または4に記載の回動機構。 further comprising a lid member that closes the slot,
The rotation mechanism according to claim 3 or 4 .
前記軸方向における端部と、 an end in the axial direction;
前記スロットと前記端部の間を前記軸方向に貫通する第1連結孔と、 a first connecting hole penetrating between the slot and the end in the axial direction;
を有し、 has
前記蓋部材は、前記軸方向に貫通する第2連結孔を有し、 The lid member has a second connecting hole penetrating in the axial direction,
前記蓋部材が前記スロットに嵌め込まれたときに前記第1連結孔と前記第2連結孔の位置が揃い、この状態において連結部材を前記第1連結孔と前記第2連結孔に挿入することにより前記蓋部材が前記スロットに対して固定される、 When the lid member is fitted into the slot, the first connecting hole and the second connecting hole are aligned, and in this state, the connecting member is inserted into the first connecting hole and the second connecting hole. the lid member is fixed relative to the slot;
請求項5に記載の回動機構。 The rotation mechanism according to claim 5.
前記内部材は、前記軸方向に並ぶ複数の前記第2溝を有し、
前記複数の係止片は、複数の前記第1溝および複数の前記第2溝により形成される複数の前記空間にそれぞれ配置されている、
請求項1乃至6のうちいずれか1項に記載の回動機構。 The outer member has a plurality of first grooves arranged in the axial direction,
The inner member has a plurality of second grooves arranged in the axial direction,
The plurality of locking pieces are respectively arranged in the plurality of spaces formed by the plurality of first grooves and the plurality of second grooves,
The rotation mechanism according to any one of claims 1 to 6.
前記外部材に設けられ、結合相手の金具と結合可能な結合部と、
を備える結合金具。 a rotating mechanism according to any one of claims 1 to 7;
a connecting portion provided on the outer member and capable of being connected to a mating metal fitting;
fittings.
請求項8に記載の結合金具。 The inner member is cylindrical having a channel,
9. A fitting according to claim 8.
前記外部材の前記軸方向の端部において前記周方向に配列され、前記周方向に突出するフックが形成された複数の突起部と、
隣り合う前記突起部の間にそれぞれ形成された複数の凹部と、
を備え、結合相手の金具が備える同形状の結合部と結合可能である、
請求項9に記載の結合金具。 The connecting part is
a plurality of projections arranged in the circumferential direction at the axial end of the outer member and formed with hooks projecting in the circumferential direction;
a plurality of recesses respectively formed between adjacent protrusions;
and can be combined with a joint portion of the same shape provided by the mating metal fitting,
10. A fitting according to claim 9.
前記外部材を用意し、
前記内部材を用意し、
前記第1溝と前記第2溝が対向するように、前記外部材に前記内部材を回動可能に挿入し、
前記第1溝および前記第2溝により形成される空間に対し、前記スロットを通じて前記複数の円弧状の係止片を順次挿入し、
前記複数の係止片を挿入し終えた後、前記蓋部材により前記スロットを塞ぐ、
回動機構の製造方法。 A method for manufacturing a rotating mechanism according to claim 5 or 6,
preparing the external member;
preparing the inner member;
rotatably inserting the inner member into the outer member such that the first groove and the second groove face each other;
sequentially inserting the plurality of arc-shaped locking pieces through the slots into the space formed by the first groove and the second groove;
closing the slot with the lid member after the plurality of locking pieces have been inserted;
A manufacturing method of a rotating mechanism.
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